前沿科技 | 抗菌肽，遠不止是抗菌這么簡單（1）

畜牧人小李

作者：施增斌

來源：養豬職業經理人

導讀

　　1980年，瑞典科學家 Boman 等人用陰溝腸桿菌及大腸桿菌誘導惜古比天蠶蛹產生出具有抗菌活性的多肽類物質，定名為天蠶素（cecropins），這是世界上發現的第1種抗菌肽（antibacterial peptide）。隨后，人們從微生物、植物、動物中都分離得到抗菌肽，目前已經可以通過生物工程和基因工程人工合成大量的抗菌肽。

　　抗菌肽具有廣譜抗菌作用，能識別和殺滅侵入并定植于動物機體的細菌、真菌，甚至對病毒、原蟲及癌細胞也有一定的抑制作用，且對真核細胞沒有毒性，因此它在動物的先天免疫或非特異性免疫過程中發揮著重要作用。在哺乳動物飼糧中添加抗菌肽，不僅可以提高動物的生長速度和免疫功能，而且能夠實現動物的健康養殖和疾病防控。可以講，抗菌肽的出現是無抗養殖的福音。

一、抗菌肽的概念和種類

　　抗菌肽，又稱抗微生物肽（antimicrobial peptide），它廣泛存在于多種生物體，是生物體內誘導產生的具有生物活性的小分子多肽。抗菌肽分子量約為 2000～ 7000，由 20～60 個氨基酸殘基組成，這類活性多肽普遍具有強堿性、熱穩定性以及廣譜抗菌等特點。從哺乳動物嗜中性粒細胞、淋巴細胞、單核細胞、血小板、骨髓、脾臟和上皮細胞等分泌表達的抗菌肽是生物體抵抗病原微生物入侵的重要防線。近年來，在哺乳動物體內發現的抗菌肽有 Defensions （防御素）和Cathelicidins 兩大類。Cathelicidins 是一類在結構上存在很大差異的抗菌肽，也是最大的抗菌肽家族。在豬上發現的抗菌肽主要包括：PG（protegrin）1～5、PR-39（proline-arginine-rich 39-amino acid peptide）、PF（prophenin）1～2 和 PMAPs（porcine myeloid antimicrobial peptides），詳見下表。

多肽 Peitides name	種類 Kinds	抗性譜 Spectrum	成熟肽序列 Mature Sequences	凈電荷 Net charge
Protegrin-1	Cathelicidin	G+,G-,F,V	RGGRLCYCRRRFCVCVGR-NH2	+6
Protegrin-2	Cathelicidin	G+,G-,F,V	RGGRLCYCRRRFCICV-NH2	+5
Protegrin-3	Cathelicidin	G+,G-,F,V	RGGGLCYCRRRFCVCVGR-NH2	+6
Protegrin-4	Cathelicidin	G+,G-,F,V	RGGRLCYCRGWICFCVGR-NH2	+6
Protegrin-5	Cathelicidin	G+,G-,F,V	RGGRLCYCRPRFCVCVGR-NH2	+6
PR-39	Cathelicidin	G-	RRRPRPPYLPRPRPPPFFPPRLPPRIPPGFPPRFPPRFP-NH2	+9
PMAP-23	Cathelicidin	G+,G-	RIIDLLWRVRRPQKPKFVTVWVR	+6
PMAP-36	Cathelicidin	G+,G-	GRFRRLRKKTRKRLKKIGKVLKWIPPIVGSIPLGCG	+13
PMAP-37	Cathelicidin	G+,G-	GLLSRLRDFLSDRGRRLGEKIERIGQKIKDLSEFFQS	+4
Prophenin-1	Cathelicidin	G-	AFPPPNVPGPRFPPPNFPGPRFPPPNFPGPRFPPPNFPGPRFPPP NFPGPPFPPPIFPGPWFPPPPPFRPPPFGPPRFP	+6
Prophenin-2	Cathelicidin	?	AFPPPNVPGPRFPPPNVPGPRFPPPNFPGPRFPPPNFPGPRFPPP NFPGPPFPPPIFPGPWFPPPPPFRPPPFGPPRFP	+6
pBD-1	Defensin	G+,G-	KNIGNSVSCLRNKGVCMPGKCAPKMKQIGTCGMPQVKCCKRK	+10
pBD-2	Defensin	G+,G-	DHYICAKKGGTCNFSPCPLFNRIEGTCYSGKAKCCIR	+4
NK-lysin	Saposin	G+,G	GLICESCRKIIQKLEDMVGPQPNEDTVTQAASRVCDKMKILRGVC KKIMRTFLRRISKDILTGKKPQAICVDIKICKE	+8
CecropinP1	Cecropin	G-	SWLSKTAKKLENSAKKRISEGIAIAIQGGPR	+4

二、抗菌肽的作用效果和作用機理

　　抗菌肽具有廣譜抗菌作用，它對魏氏梭菌、金黃色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌、蠟樣芽孢桿菌、鏈球菌等革蘭氏陽性菌，以及嗜水氣單胞菌、梅氏弧菌、沙門氏菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌等革蘭氏陰性菌有抑制或殺滅作用。抗菌肽通過殺滅動物腸道中的有害菌，調節腸道微生物菌群平衡，從而促進動物生長；也可以通過促進動物免疫器官、特異性免疫以及非特異性免疫系統形成，增強機體抵抗有害微生物的能力，從而保證動物健康。諸多研究結果表明，抗菌肽是通過改變細菌細胞膜的通透性，使細菌細胞內的物質大量外滲，從而起到殺菌作用；部分研究指出，抗菌肽是通過作用于細菌細胞內，抑制核酸、蛋白質的合成，酶的活性以及細胞壁的合成等，進而引起細菌細胞死亡。

總之，抗菌肽可以作用于:細菌、真菌、囊膜病毒、寄生原蟲和腫瘤細胞，其作用機理見下圖所示。

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